【正文】 為防止復(fù)位單片機(jī)，用戶可設(shè)計(jì)一定時(shí)器。 用戶在掉電模式下不需操作 WDT。 為了避免在硬件復(fù)位退出空閑模式時(shí)出現(xiàn)對(duì)端口（或外部 RAM）的不希望的寫入，在進(jìn)入空閑模式時(shí)，緊隨 IDL位置 1指令后的不應(yīng)是寫端口（或外部 RAM）的指令。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 98 空閑模式 1. 空閑模式進(jìn)入 如把 PCON中的 IDL位置 1， 由 圖 222，則把通往 CPU的時(shí)鐘信號(hào)關(guān)斷，便 進(jìn)入空閑模式 。 圖 222為兩種節(jié)電模式的 內(nèi)部控制電路 。按鍵手動(dòng)復(fù)位有 電平 和 脈沖 兩種方式 。 AT89S51片內(nèi)復(fù)位電路結(jié)構(gòu)見 圖 217。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 88 復(fù)位操作和復(fù)位電路 單片機(jī)的 初始化操作 ，給復(fù)位腳 RST加上 大于 2個(gè)機(jī)器周期（即 24個(gè)時(shí)鐘振蕩周期）的 高電平 就使 AT89S51復(fù)位。每個(gè) 狀態(tài)又分兩拍 ： P1和 P2。 1．時(shí)鐘周期 時(shí)鐘控制信號(hào)的 基本時(shí)間單位 。為提高溫度穩(wěn)定性，采用 溫度穩(wěn)定性能好 的電容。 1．內(nèi)部時(shí)鐘方式 AT89S51內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的 高增益反相放大器 ，輸入端為芯片引腳 XTAL1，輸出端為引腳 XTAL2。 如 高電平 輸出 ，則強(qiáng)行從 P P2和 P3口輸出的電流 Id會(huì)造成單片機(jī)端口的損壞，如 圖 212（ a） 所示。 P3口的 第二功能定義 見 表 21，讀者應(yīng)熟記。 CPU輸出 1時(shí) ， Q=1，場(chǎng)效應(yīng)管截止， 腳輸出為 1； CPU輸出 0時(shí) ， Q=0，場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通， 腳輸出為 0。 P3口某一位的位電路結(jié)構(gòu) 見 圖 211。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 70 P2口輸入 時(shí)，分 “讀鎖存器” 和 “讀引腳” 兩種方式 : “讀鎖存器”時(shí) ， Q端信號(hào)經(jīng)輸入緩沖器 BUF1進(jìn)入內(nèi)部總 線 “讀引腳”時(shí) ， 先向鎖存器寫 1，使場(chǎng)效應(yīng)管截止， 腳上的電平經(jīng)輸入緩沖器 BUF2進(jìn)入內(nèi)部總線。 圖 210 P2口某一位的位電路結(jié)構(gòu) 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 68 1．位電路結(jié)構(gòu) P2口 某一位的電路 包括： （ 1）一個(gè)數(shù)據(jù)輸出鎖存器，用于輸出數(shù)據(jù)位的鎖存。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 64 圖 29 P1口某一位的位電路結(jié)構(gòu) 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 65 2．工作過程分析 P1口 只能作為通用的 I/O口 使用。 為保證引腳信號(hào)的 正確讀入 ，應(yīng) 首先向鎖存器寫 1。 作通用的 I/O口時(shí)，對(duì)應(yīng)的“控制”信號(hào)為 0， MUX打向下面，接通鎖存器的 端，“與門”輸出為 0，上方場(chǎng)效應(yīng)管截止，形成的 P0口輸出電路為漏極開路輸出。 當(dāng)作為 地址或數(shù)據(jù)輸出 時(shí)， “控制”信號(hào)為 1，硬件自動(dòng)使轉(zhuǎn)接開關(guān) MUX打向上面，接通反相器的輸出，同時(shí)使與門處于開啟狀態(tài)。 P0口 P0口是一個(gè) 雙功能 的 8位并行端口， 字節(jié)地址 為 80H，位地址為 80H～ 87H。 上面介紹的特殊功能寄存器， 除了前兩個(gè) SP和 B以外，其余的均為 AT89S51在 AT89C51基礎(chǔ)上 新增加的 SFR。 AUXR1的 DPS位 用于 選擇 兩個(gè)數(shù)據(jù)指針 。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 46 3． AUXR寄存器 AUXR是輔助寄存器，其格式如 圖 25所示 ： 圖 25 AUXR寄存器的格式 其中 : DISALE： ALE的禁止 /允許位 。 （ 2）現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)。 下面介紹某些 SFR，余下的 SFR將在后 面 介紹。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 39 ２ .片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 當(dāng)片內(nèi) 128B的 RAM不夠用時(shí)，需外擴(kuò)，最多可外擴(kuò) 64KB的 RAM。 通常這 5個(gè)中斷入口 地址處 都放一條跳轉(zhuǎn)指令 跳向?qū)?yīng)的中斷服務(wù)子程序，而不是直接存放中斷服務(wù)子程序。片內(nèi)為 4KB的 Flash ，地址為 0000H～ 0FFFH。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 34 ２ .數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間 片內(nèi) 與 片外 兩部分。 PC的計(jì)數(shù)寬度 決定了程序存儲(chǔ)器的地址范圍。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 31 控制器 任務(wù) 識(shí)別指令，并根據(jù)指令的性質(zhì)控制單片機(jī)各功能部件，從而保證單片機(jī)各部分能自動(dòng)協(xié)調(diào)地工作。用戶應(yīng)充分利用。 包含了 程序運(yùn)行狀態(tài)的信息 ，其中 4位保存當(dāng)前指令執(zhí)行后的狀態(tài)，供程序查詢和判斷。主要包括算術(shù)邏輯運(yùn)算單元 ALU、累加器 A、位處理器、程序狀態(tài)字寄存器 PSW及兩個(gè)暫存器等。準(zhǔn)雙向口僅有兩個(gè)狀態(tài)。作為 通用 I/O輸入 ，應(yīng)先向端口輸出鎖存器寫入 1。 、 可用于對(duì)片內(nèi) Flash存儲(chǔ)器串行編程和校驗(yàn)，它們分別是串行數(shù)據(jù)輸入、輸出和移位脈沖引腳。 （ 4） （ Program Strobe ENable， 29腳） 片外程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)，低 電平 有效。 VPP： 引腳 第二功能 ，對(duì)片內(nèi) Flash編程，接 編程電壓 。當(dāng)使用 片內(nèi)振蕩器 ，該腳連接外部石英晶體和微調(diào)電容。 引腳按其功能可分為如下 3類 ： （ 1）電源及時(shí)鐘引腳 — VCC、 VSS； XTAL XTAL2。可進(jìn)行串行通信，擴(kuò)展并行 I/O口，還可與多個(gè)單片機(jī)構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)。 （ 1） CPU（微處理器） 8位的 CPU，與通用 CPU基本相同，同樣包括了 運(yùn)算器 和控制器 兩大部分，還有面向控制的 位處理功能 。用學(xué)習(xí)微機(jī)的思路來學(xué)習(xí)單片機(jī)。 內(nèi)容概要 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 6 AT89S51單片機(jī)的硬件組成 片內(nèi)硬件組成結(jié)構(gòu)如 圖 21所示。 （ 2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM） 片內(nèi)為 128B（ 52子系列 為 256B），片外最多可擴(kuò) 64KB。 （ 8） P0口 、 P1口、 P2口 和 P3口 4個(gè) 8位并行 I/O口。 （ 2）控制引腳 — 、 ALE/ 、 /VPP、 RST（ RESET） （ 3） I/O口引腳 —— P0、 P P P3，為 4個(gè) 8位 I/O口 應(yīng)熟記每一引腳功能對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)十分重要。當(dāng)使用 外部時(shí)鐘源 時(shí)，本腳 懸空 。 EAEAEAEA第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 18 （ 3） ALE/ （ Address Latch Enable/PROGramming， 30腳） ALE為 CPU訪問外部程序存儲(chǔ)器或外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器提供地址鎖存信號(hào) ，將 低 8位地址 鎖存在片外的地址鎖存器中。 PROGPSEN第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 20 并行 I/O口引腳 （ 1） P0口： 8位，漏極開路的雙向 I/O口 當(dāng) 外擴(kuò)存儲(chǔ)器及 I/O接口芯片時(shí) ， P0口作為低 8位地址總線及數(shù)據(jù)總線的 分時(shí)復(fù)用 端口。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 22 （ 3） P2口： 8位， 準(zhǔn)雙向 I/O口，具有內(nèi)部上拉電阻?？沈?qū)動(dòng) 4個(gè) LS型 TTL負(fù)載。而 P0口作為總線使用，口線內(nèi)無上拉電阻，處于高阻 “懸浮” 態(tài)。 1．算術(shù)邏輯運(yùn)算單元 ALU 可對(duì) 8位變量 邏輯 運(yùn)算 （ 與、或、異或、循環(huán)、求補(bǔ)和清零 ） ，還可 算術(shù)運(yùn)算 （ 加、減、乘、除 ） ALU還有位操作功能，對(duì)位變量進(jìn)行位處理，如置 清 0、求補(bǔ)、測(cè)試轉(zhuǎn)移及邏輯“與”、“或”等 。 格式如圖 23所示 。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 29 （ 4） RS RS0（ 、 ） 4組工作寄存器區(qū)選擇 選擇片內(nèi) RAM區(qū)中的 4組工作寄存器區(qū)中的某一組為當(dāng)前工作寄存區(qū) 見 表 22。 控制器包括 ： 程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、定時(shí)及控制邏輯電路等。 PC為 16位，故可對(duì) 64KB（ =216B） 尋址。 片內(nèi)有 128 B RAM（ 52子系列為256B） 。 16位地址線，可外擴(kuò)的程序存儲(chǔ)器空間最大為 64KB，地址為 0000H～ FFFFH。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 38 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間 片內(nèi)與片外兩部分。 注意，片內(nèi) RAM與片外 RAM兩個(gè)空間是相互獨(dú)立的， 片內(nèi) RAM與片外 RAM的低 128B的地址是相同的 ，但由于使用的是不同的訪問指令，所以不會(huì)發(fā)生沖突。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 41 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 42 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 43 1．堆棧指針 SP 指示堆棧頂部在內(nèi)部 RAM塊中的位置。 執(zhí)行子程序或中斷服務(wù)子程序時(shí)，要用到一些寄存器單元，會(huì)破壞原有內(nèi)容。 0： ALE有效，發(fā)出脈沖； 1： ALE僅在執(zhí)行 MOVC和 MOVX類指令時(shí)有效，不訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)， ALE不輸出脈沖信號(hào) 。當(dāng) DPS=0時(shí)，選用DPTR0；當(dāng) DPS=1時(shí)，選用 DPTR1。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 51 位地址空間 211個(gè)尋址位的位地址，位地址范圍為 00H～ FFH，其中 00H～ 7FH 這 128位處于 片內(nèi) RAM 字節(jié)地址 20H～ 2FH 單元中，如 表 25所示。端口的各位具有完全相同但又相互獨(dú)立的電路結(jié)構(gòu)， P0口 某一位的 位電路結(jié)構(gòu) 如 圖 28所示 。 當(dāng) 輸出的地址 /數(shù)據(jù)信息為 1時(shí)，與門輸出為 1，上方的場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，下方的場(chǎng)效應(yīng)管截止， 1；當(dāng)輸出的地址 /數(shù)據(jù)信息為 0時(shí)， 上方的場(chǎng)效應(yīng)管 截止 ，下方的場(chǎng)效應(yīng)管 導(dǎo)通 ， 0。 P0口作輸出口 時(shí)，來自 CPU的“寫”脈沖加在 D鎖存器的 CP端，內(nèi)部總線上的數(shù)據(jù)寫入 D鎖存器，并由引腳 。單片機(jī)復(fù)位后，鎖存器自動(dòng)被置 1；當(dāng) P0口由原來輸出轉(zhuǎn)變?yōu)檩斎霑r(shí)，應(yīng)先置鎖存器為 1，方可執(zhí)行輸入操作。 （ 1） P1口作 輸出口 時(shí)，若 CPU輸出 1， Q=1， =0，場(chǎng)效應(yīng)管截止， P1口引腳的輸出為 1；若 CPU輸出 0， Q=0， =1，場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通， P1口引腳的輸出為 0。 （ 2）